電網雷害風險評估技術研究

孟劼

摘 要：近年來，隨著我國電力工程行業不斷發展，民眾用電需求不斷增長，這對輸電電網的可靠性要求越來越高，導致在電力生產中出現很多安全問題。針對輸電網絡的工作特性，雷擊跳閘一直是影響整個輸電網絡安全的重要原因，加之雷擊的多變性和隨機性，其給輸電網絡的安全問題帶來了不少困擾。文章主要淺述了電網雷害風險評估體系以及評估流程，并針對實際應用中的問題提出了與之對應的防雷害措施。

關鍵詞：電網雷害；風險評估；防雷措施

中圖分類號：TM863 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）26-0145-02

Abstract： In recent years， with the continuous development of power engineering industry in our country， the demand for electricity is growing， which requires higher and higher reliability of the transmission grid， resulting in a lot of security problems in power production. In view of the working characteristics of transmission network， lightning tripping has always been an important reason affecting the security of the entire transmission network. In addition， the variability and randomness of lightning strike have brought a lot of problems to the security of transmission network. In this paper， the lightning hazard risk assessment system and assessment flow of power grid are described， and the corresponding lightning protection measures are put forward in accordance with the problems in practical application.

Keywords： lightning disaster of power grid； risk assessment； lightning protection measures

引言

電網雷擊災害是無法避免的災害性問題，電力工程人員只要將此種危害降至最低，才能最大限度的保證輸電網絡的安全。就一般情況而言，變電站安裝的防雷害保護裝置能夠大大提升變電站的雷害防護能力，雷害風險主要集中在高壓輸電網絡中。因此，采用合理的方法對輸電網絡雷害風險進行評估，并采取積極的應對措施是極有必要的。

1 電網雷害風險評估體系綜述

輸電網絡的雷害風險評估體系主要分為幾個方面：電網站、輸電網絡、桿塔區段、桿塔，通過對這四點的雷害風險進行評估，組成一套全面的雷害風險評估體系。

對于桿塔而言，將桿塔區的跳閘指標作為衡量雷害侵襲的影響程度是可行的，但是以雷害的平均值作為綜合評價指標就會忽略極端雷擊天氣對桿塔的影響，最終會導致數據出現偏差，不能分析出該地區最強雷害指數，進而降低各個輸電站防雷能力。而對于輸電網絡而言，雷擊跳閘率可以準確作為雷害風險來源的指標，該指標能夠準確反映各個地區的雷害風險，但在總體評估中應該加入累計重合閘率以及人工輔助送電成功率、供電可靠性、裝置受損性以及線路等級等因素，引入到綜合評價體系中，進而評估出該線路的雷害風險指數。

對于不同地區變電站，電網雷害風險評估體系總體是一樣的。依據國家電網公司給出的基礎評估參數，例如：各個地區雷電特征參數、不同地區的地形參數、不同輸電線路的輸電特性、輸電線路的絕緣特性等參數，結合以上參數通過計算可得不同地區的桿塔及輸電網絡的跳閘率值，并根據跳閘率值計算出輸電網絡的防雷性能設計值、安全值以及雷擊上限值，最后通過以上參數及安全數值計算出雷害風險等級。通過計算得出雷害風險等級，評估整個供電區段的雷害風險等級，確定出該區域內最容易受到雷害的桿塔區段。

此外，在風險評估體系中還應考慮供電可靠性、設備壞損率以及供電網絡重要度幾個考量因素，并加入故障實例，確定出最終的雷害風險等級，就此打造成“電網站-供電線路-桿塔區段-桿塔”的科學評估體系。詳細評估體系見圖1。

2 電網雷害風險評估理論應用

上文主要簡述了電網雷害風險評估體系架構的基本內容。但電網雷害風險評估與桿塔區段、桿塔的評估方式截然不同，因為每條供電線路承載的供電量不同，每條線路的重要等級、運轉時間也不同，所以應有不同的評估體系詳細評估每條供電線路的雷害風險等級。

筆者認為，可以通過分析雷擊跳閘后的合閘成功率及人工輔助合閘送電成功率進行評估，鑒于兩種方式給供電網絡運行造成的影響不同，雷擊風險影響也不同。按照雷擊風險，我們可以得到以下結果：雷擊后重新合閘成功率<人工輔助送電成功率<重新合閘失敗且人工合閘失敗，結合上述排序不難得出，雷擊之后應該細致分析所有故障情況，不能盲目依靠評估體系計算，應該充分分析各個故障之間的差異性。通過電網雷害風險評估模型進行計算后，能夠得到三種風險各自的評價權重向量，即能夠反映各條線路的雷擊重合閘成功、重合失敗但強送成功和重合失敗且強送失敗三種風險的三個權重向量。